PHA 3513 Sustentabilidade no setor produtivo Aula 4

Transcrição

1 PHA 3513 Sustentabilidade no setor produtivo Aula 4 Professora: Amarilis Lucia Casteli Figueiredo Gallardo PHA 1º semestre 2018

2 Atividade 1 Cradle to Cradle

3 Design for environment - DfX

4 Design for environment complementando. dfmpro.geometricglobal.c om/cad-systems/dfx/ Pg. 63, 64 e 65

5 Aula 4 Ecologia industrial

6 Ecologia Industrial e Economia circular Saavedra et al. (2018) Journal of Cleaner Production

7 Metas da ecologia industrial ü o uso sustentável de recursos; ü a preservação ambiental; ü e a promoção de equidade inter-gerações.

8 O que é ecologia industrial? Um ecossistema industrial é a transformação do modelo tradicional de atividade industrial, no qual cada fábrica, individualmente, demanda matériasprimas e gera produtos a serem vendidos e resíduos a serem dispostos, para um sistema mais integrado, no qual o consumo de energia e materiais é otimizado e os efluentes de um processo servem como matéria-prima de outro (Frosch e Gallopoulos, 1989).

9 Ecologia industrial A ecologia industrial se opõe ao tradicional modelo de processo industrial caracterizado por fluxos industriais de sentido único - nos quais matéria e energia de baixa entropia são transformadas continuamente em formas com alta entropia, não integradas aos ciclos naturais.

10 A Ecologia Industrial apresenta-se geralmente por meio de iniciativas isoladas e as abordagens são as mais variadas. O conceito de Simbiose Industrial é uma das abordagens produtivas para a ecologia industrial, que é baseado na sinergia entre diferentes atividades produtivas que apresentam maior eficiência de recursos resultando em benefícios ambientais, sociais e econômicos.

11 Simbiose no meio ambiente

12 Processos lineares Simbiose industrial Processos simbióticos A ecologia industrial se opõe ao tradicional modelo de processo industrial caracterizada por fluxos industriais de sentido único (lineares) - nos quais matéria e energia de baixa entropia são transformadas continuamente em formas com alta entropia, não integradas aos ciclos naturais.

13 Ecologia Industrial a Ecologia Industrial (EI) fundamenta-se na aspiração em integrar os sistemas artificiais criados pelo homem aos sistemas pertencentes à natureza. A Ecologia Industrial possui sua origem vinculada à metáfora entre os ecossistemas naturais e industriais.

14 Ecologia Industrial: a Metáfora Biológica Giannetti & Almeida, 2006

15 Ecologia Industrial: a Metáfora Biológica Giannetti & Almeida, 2006

16 Fonte: Trevisan et al. 2016

17 Simbiose Industrial segundo Chertow (2000), os elementoschave para a Simbiose Industrial (SI) são a colaboração e as possibilidades sinérgicas proporcionadas pela proximidade geográfica entre as organizações interessadas. Assim, a SI oferece contribuições relevantes para a EI, na medida em que adota e implementa características dos ecossistemas naturais, tais como conectividade, comunidade e cooperação (Costa et Ferrão, 2010)." Fonte: Trevisan et al. 2016

18 Ecoparque Industrial Chertow (2000) e Sakr et al. (2011) afirmam que é em ambientes como os dos ecoparques industriais (EPI) lugares nos quais as empresas cooperam entre si e com as respectivas comunidades locais, compartilhando diversos recursos e obtendo retornos em termos econômicos, ambientais e humanos (Chertow, 2007) uso dos conceitos de EI e de SI na forma de um ecoparque industrial visa revitalizar áreas urbanas e rurais, bem como promover o crescimento e a retenção de empregos. Fonte: Trevisan et al. 2016

19 Trevisan et al. (2011) Sistemas & Gestão

20 Ecologia Industrial Objeto é a interação entre sistema industrial e suas interações com o ambiente. Ponto critico da Ecologia Industrial: necessidade de cooperação entre empresas, pela troca de material, energia e, principalmente, informação. Incentivo de Políticas públicas?

21 Ecologia Industrial Métodos e ferramentas: Produção mais limpa (P+L) Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) Ecodesign Reciclagem Reuso Remanufatura Logística reversa Fonte: JESWIET, 2003.

22 Ecologia industrial Filme 1 A simbiose industrial em Kalundborg Dinamarca Filme 2 experiência brasileira em cadeias produtivas Filme 3 proposta ecologia industrial para biorrefinarias

23 Exemplo clássico de ecologia industrial: Parque industrial de Kalundborg na Dinamarca Empresas altamente integradas; Resultante de um gradual desenvolvimento de cooperação entre as empresas e as cidades; Par?cipantes: desde grandes empresas Novo Nordisk (indústria de biotecnologia com 45% do mercado mundial de insulina e 50% de enzimas) a médias Gyproc (fabricante de divisórias) 23 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

24 Exemplo clássico de ecologia industrial: Parque industrial de Kalundborg na Dinamarca 24 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

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26 Exemplo clássico de ecologia industrial: Parque industrial de Kalundborg na Dinamarca Empresas altamente integradas; U?lizam fontes de resíduos umas das outras como fonte de energia e matéria-prima; Lodo gerado é usado como fer<lizantes e na psicultura; Cinzas na pavimentação de estradas; Fluxos de calor na manutenção de estufas e aquecimento urbano. 26 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

27 Exemplo clássico de ecologia industrial: Parque industrial de Kalundborg na Dinamarca Lições: empresas diferentes que podem compar?lhar fluxos; acordo comercial entre empresas; bene\cios ambientais e econômicos (e sociais) associados; cooperação é voluntária, apesar da par?cipação do poder público local; as empresas estão situadas fisicamente próximas. 27 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

28 Exemplo clássico de ecologia industrial: Parque industrial de Kalundborg na Dinamarca Resultados: Redução de consumo de energia; Redução das emissões de CO2 e de SO2; Redução do volume de efluentes líquidos; Reaproveitamento de resíduos tradicionais, como enxofre, cinzas e lodo; ARRANJO PODE SER APLICADO A OUTROS SETORES. 28 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

29 Outros exemplos... 29

30 Integração entre mineração de carvão e curtumes Impactos ambientais: Rejeitos da mineração de carvão: pirita e argilominerais; Quais problemas? Drenagem ácida Resíduos de curtume: sólidos e líquidos com sais de cromo; Quais os problemas? Toxicidade, risco à saúde humana 30 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

31 Integração entre mineração de carvão e curtumes Inserir figura pg Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

32 Integração entre mineração de carvão e curtumes Soluções por ecologia industrial: Rejeitos da mineração para tratar efluentes do curtume pode atenuar efeitos da drenagem ácida pelo descarte de sulfetos, enquanto auxilia na remoção do cromo de efluentes do curtume 32 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

33 Integração entre mineração de carvão e curtumes Soluções por ecologia industrial: Pode-se desenvolver outras formas de recuperar o cromo para reu?lização dos sais de cromo no curtume; Complementar o tratamento com fitorremediação Desenvolve materiais para garan?r a qualidade final da água residuária. 33 Fonte: GianneQ e Almeida, 2006

34 Exemplo Votorantim 34

35 Exemplo Votoran?m - Cimentos Futuro da Indústria Cimenteira Média Mundial Atual Cimento Portland kg Cimento Portland Futuro Sustentável Cimento Portland com adições kg Cimento Portland com adições de escória, pozolanas, calcário kg Recursos naturais minerais como calcário, argila e gesso 900 kg Recursos naturais minerais 400 kg Adições MJ Combustíveis Fósseis como carvão, óleo e gás Zero Combustíveis Fósseis MJ Combustíveis Alternativos 900 kg CO kg CO 2 Fonte: apresentação insitucional: Schalka e Andrade (2007) Diretor Técnico da Votorantim Cimentos

36 Fonte: apresentação insitucional: Schalka e Andrade (2007) Diretor Técnico da Votorantim Cimentos 36

37 Exemplo Votoran?m - Cimentos REGIÃO SUL Maximização da utilização de cinzas de termoelétricas. Maximização da utilização de biomassas como casca de arroz. Maximização da substituição de combustíveis fósseis tradicionais por combustíveis fósseis alternativos (menor fator de emissão). Rápida atualização tecnológica. REGIÃO SUDESTE Maximização da utilização de escórias de alto forno. Maximização da substituição de combustíveis fósseis tradicionais por combustíveis fósseis alternativos (menor fator de emissão). Rápida atualização tecnológica. 37 Fonte: apresentação insitucional: Schalka e Andrade (2007) Diretor Técnico da Votorantim Cimentos

38 Exemplo Votoran?m - Cimentos REGIÃO CENTRO-OESTE Maximização da utilização de pozolanas artificiais. Maximização da utilização de biomassas como casca de arroz. Maximização da substituição de combustíveis fósseis tradicionais por combustíveis fósseis alternativos (menor fator de emissão). Rápida atualização tecnológica. REGIÃO NORDESTE Maximização da utilização de biomassas como castanha de caju. Maximização da substituição de combustíveis fósseis tradicionais por combustíveis fósseis alternativos (menor fator de emissão). Rápida atualização tecnológica. 38 Fonte: apresentação insitucional: Schalka e Andrade (2007) Diretor Técnico da Votorantim Cimentos

39 Pensar em ecologia industrial 39

40 A ecologia industrial: sintetizando...

41 A ecologia industrial pauta-se: i) visão sistêmica das interações entre sistemas industriais e o meio; ii) estudo do fluxo e transformação da matéria e energia; iii) abordagem multidisciplinar; iv) reorientação do processo industrial; v) mudanças dos processos lineares de produção para processos cíclicos; vi) eficiência industrial; e vii) promoção de sinergias

42 Ecologia industrial: 3 níveis de escala de atuação: i) Dentro da empresa, por exemplo: prevenção à poluição (aula que vem!) e design para o ambiente (aula passada); ii) Entre empresas, por exemplo: simbiose industrial e análise do ciclo de vida do produto (aulas com Professor Kulay); iii) Escala regional, por exemplo: estudos dos fluxos dos materiais e energia (aulas com professor Mierzwa) ou metabolismo industrial.

43 Ecologia Industrial Exercício 1: Analisando potenciais simbioses Análise de uma matriz de subprodutos e resíduos Folha anexa

44 Complexo Industrial Portuário Açu 44

45 Ecologia industrial Complexo Açu Antever o tecido industrial e urbano (o Projeto Açu, por exemplo), como um caso especial de ecossistema, operando como tal. Otimizar e fechar esse sistema para que ele recupere ao máximo seus gastos de energia, minimize seus desperdícios, reutilize seus descartes e reduza seu impacto ambiental, como um ecossistema natural (há milhões de anos os ecossistemas se perpetuam e se renovam). Implementar tecnologias adequadas e provocar simbioses que permitam a reintegração dos produtos, serviços e materiais no interior das suas próprias cadeias de valor e das cadeias de reciclagem da biosfera. Fonte: AAE do complexo Açu

46 Ecologia industrial Complexo Açu: para as empresas participantes: Operação em direção a um sistema fechado; Produção de sua própria demanda de utilidades: Energia e Água; Tratamento de seu próprio esgoto; Absorção de resíduos e utilidades com consumo em complementaridade de processo; Contempla regras de complementaridade e quantificações, que se incorporarão ao condomínio, sobre como usar/reciclar água, destinar resíduos, padrões exigidos de emissões, tratar e destinar efluentes, entre outras variáveis ambientais; Demanda produtos com consumo em complementaridade do mercado; Estrutura da cadeia produtiva com ligações técnicas e de mercado para frente e para trás, atendendo demandas intermediárias combinadas com logística portuária.

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48 Consultem o site para saber o que está previsto para o Complexo Industrial Portuário do Açu

49 Atividade 2 B Escolham, no mínimo 3, empreendimentos que estão dentro do Complexo Portuário do Açu e estabeleçam uma matriz preliminar de possíveis sinergias considerando, no mínimo 4 subprodutos ou resíduos, conforme visto na Atividade 2B. Discutam as sinergias verificadas entre subprodutos e resíduos e os empreendimentos; Discutam alternativas para a gestão da água, gestão de efluentes e eficiência energética Recomendada leituraa de Veiga & Magrini (2009)